電視網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)淺談

王 頔

（大慶油田信息技術(shù)公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引 言

開(kāi)發(fā)支持全球計(jì)算的電視網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是未來(lái)的趨勢(shì)，這樣的操作系統(tǒng)被稱(chēng)為Web操作系統(tǒng)或在線操作系統(tǒng)[1]。這些術(shù)語(yǔ)在本文中可以交替使用。

電視網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（OS）是組織和控制電視硬件和軟件的一種特殊程序，充當(dāng)了用戶和機(jī)器之間的接口，直接與電視硬件交互，并作為其他應(yīng)用程序的平臺(tái)。Web操作系統(tǒng)或在線操作系統(tǒng)是一種特殊的用戶界面，允許用戶訪問(wèn)安裝在Web上的桌面和應(yīng)用程序，雖然與Windows或Linux等傳統(tǒng)電視操作系統(tǒng)的用戶界面相似，但不直接與電視的硬件資源交互。用戶的電視仍必須裝有傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，如GUI（用戶界面）、虛擬文件系統(tǒng)、訪問(wèn)控制管理以及管理和維護(hù)應(yīng)用程序等，以提供基本服務(wù)。這樣一來(lái)就滿足不了對(duì)高配置硬件的需求，從而增加了對(duì)硬件的需求成本。

在線操作系統(tǒng)在用戶中迅速流行的主要原因是它的可靠性、可用性、容錯(cuò)性、負(fù)載共享以及功能共享[2]。開(kāi)發(fā)人員在研發(fā)過(guò)程中采用了Flash（閃存）動(dòng)畫(huà)和AJAX（異步的XML和JavaScript）等簡(jiǎn)單技術(shù)，從而更加方便地為用戶提供服務(wù)。

目前有幾十種Web操作系統(tǒng)可供用戶選擇，其中一些提供了全面的服務(wù)，而另一些仍在開(kāi)發(fā)中，只提供有限的功能。有些Web操作系統(tǒng)是可以免費(fèi)下載的，有些是收費(fèi)的，例如G.ho.st（全球托管操作系統(tǒng)）就是基于Web的收費(fèi)操作系統(tǒng)。

在線操作系統(tǒng)不僅對(duì)電視硬件的要求更低（因?yàn)榇鎯?chǔ)前端數(shù)據(jù)的物理內(nèi)存空間將不再需要），而且數(shù)據(jù)的可移植性強(qiáng)，可以靈活地開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用程序?？紤]到上述優(yōu)點(diǎn)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，其作業(yè)成本最終會(huì)降低。

本文主要討論在線操作系統(tǒng)的基本功能、所提供的服務(wù)、所使用的技術(shù)以及有關(guān)其實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)的一些問(wèn)題。

1 提供的服務(wù)

Web操作系統(tǒng)可以被認(rèn)為是云計(jì)算（Cloud Computing）架構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)，如圖1所示，主要包含用戶管理、監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)管理、安全管理、服務(wù)管理、資源管理、容災(zāi)支持、運(yùn)維管理及客戶支持等9項(xiàng)功能，是云計(jì)算系統(tǒng)服務(wù)的接口，具有絕對(duì)的“流動(dòng)性”[3]。Web服務(wù)不固定在一個(gè)不變的位置即客戶工作站（Client Workstation），而是可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)（Internet）計(jì)算資源動(dòng)態(tài)地提供。云管理層提供一個(gè)可移植的平臺(tái)，允許用戶從網(wǎng)絡(luò)的一端到另一端分享計(jì)算資源。

圖1 云計(jì)算架構(gòu)圖

1.1 具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程

在操作系統(tǒng)中，客戶端通過(guò)Internet連接獲得電視管理服務(wù)，其中，Web服務(wù)提供者負(fù)責(zé)運(yùn)行一組相互連接的系統(tǒng)，其中包括Web應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)（Database）。有些在線操作系統(tǒng)可能使用火狐（Firefox）或IE（Internet Explorer）等Web瀏覽器，有些可能需要下載一個(gè)單獨(dú)的程序，這將用于創(chuàng)建一個(gè)特定的客戶端。在這兩種情況下，用戶訪問(wèn)的應(yīng)用程序不是存儲(chǔ)在自己的電視上，而是在網(wǎng)絡(luò)上。因此，在訪問(wèn)這些應(yīng)用程序之后，必須創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)似于電子郵件的帳戶，該帳戶在公有云（Cloud）或Internet中為用戶提供固定的標(biāo)識(shí)id，以用于特定的用戶會(huì)話。當(dāng)用戶選擇運(yùn)行某個(gè)應(yīng)用程序時(shí)，電視向系統(tǒng)的控制節(jié)點(diǎn)（作為系統(tǒng)管理員的特殊服務(wù)器）發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求，控制節(jié)點(diǎn)解析請(qǐng)求并將用戶的客戶機(jī)連接到指定的應(yīng)用程序服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫(kù)。

此外，當(dāng)用戶與操作系統(tǒng)交互時(shí)，所產(chǎn)生的指令都以JavaScript腳本的形式發(fā)送。當(dāng)使用Ajax執(zhí)行操作（如啟動(dòng)應(yīng)用程序）時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)將事件信息發(fā)送給Web應(yīng)用服務(wù)器，然后，Web應(yīng)用服務(wù)器以XML（Extensible Markup Language）格式響應(yīng)客戶機(jī)要執(zhí)行的任務(wù)，比如繪制小部件。在服務(wù)器上，大多數(shù)Web操作系統(tǒng)使用XML文件來(lái)存儲(chǔ)信息，這使得操作和配置非常簡(jiǎn)單，只需要注冊(cè)一個(gè)賬戶，不需要其他配置。為了避免賬戶ID號(hào)相同，每個(gè)用戶的信息和相關(guān)參數(shù)都需要存儲(chǔ)在不同的文件中。

1.2 服務(wù)的范圍

實(shí)際上，任何可以在電視桌面上運(yùn)行的程序都可以在Web操作系統(tǒng)上為用戶提供服務(wù)。最常見(jiàn)的應(yīng)用包括電子郵件、文件管理、游戲、即時(shí)通信程序、照片視頻和音頻編輯、電子表格程序以及文字處理程序等。只要用戶在電視網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)上創(chuàng)建一個(gè)帳戶，就可以使用它們。一般來(lái)說(shuō)，在智能電視中，存在于電視硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上的應(yīng)用程序通過(guò)訪問(wèn)中央處理單元（CPU）并向電視的操作系統(tǒng)發(fā)送對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求來(lái)運(yùn)行[4]。

2 底層核心技術(shù)

對(duì)于Web操作系統(tǒng)軟件的用戶端，無(wú)論是通過(guò)Web瀏覽器還是特定的系統(tǒng)客戶機(jī)，都是運(yùn)行在電視網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)上的。通常，Web操作系統(tǒng)看起來(lái)很像傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，但它并不管理電視的硬件或軟件。

構(gòu)建在線操作系統(tǒng)通常用的方法是使用Flash技術(shù)或async同步JavaScript和XML（AJAX）技術(shù)。

Flash提供了一組技術(shù)，使程序員能夠創(chuàng)建交互式Web頁(yè)面，是一種使用矢量圖形的技術(shù)[5]。矢量圖形數(shù)據(jù)記錄為形狀和線條的集合，而不是單個(gè)像素，這使得電視加載Flash圖像和動(dòng)畫(huà)的速度比基于像素的圖形更快。訪問(wèn)flash圖像內(nèi)容的用戶不必等待整個(gè)文件下載到電視上進(jìn)行訪問(wèn)，因?yàn)閒lash圖像文件是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)流實(shí)現(xiàn)的。事實(shí)上，98%以上的電視通過(guò)Flash播放器連接到互聯(lián)網(wǎng)。

Ajax技術(shù)依賴(lài)超文本標(biāo)記語(yǔ)言（Html）、JavaScript編程語(yǔ)言、層疊樣式表（Css）以及可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言，如圖2所示。其中，Html是程序員在文本文件上使用的標(biāo)記的集合，這些標(biāo)記告訴Web瀏覽器如何將文本文件顯示為Web頁(yè)面。Css是一種調(diào)整網(wǎng)頁(yè)外觀的工具，程序員可以創(chuàng)建具有特定屬性（如字體樣式和顏色）的樣式表，然后在多個(gè)Web頁(yè)面上同時(shí)應(yīng)用這些樣式。JavaScript是一種編程語(yǔ)言，它允許應(yīng)用程序在服務(wù)器和瀏覽器之間來(lái)回發(fā)送信息。XML是一種標(biāo)記語(yǔ)言，用來(lái)描述文件中的信息結(jié)構(gòu)以及與其他信息的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，利用Ajax技術(shù)可以根據(jù)需要在服務(wù)器和瀏覽器之間以較少的帶寬傳輸數(shù)據(jù)。

圖2 Ajax技術(shù)原理

3 存在的問(wèn)題

當(dāng)前，對(duì)電視網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的使用仍存在一些安全問(wèn)題，需要用戶信任第三方廠家來(lái)存儲(chǔ)他們的個(gè)人信息和數(shù)據(jù)。但是，隨著國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)的出臺(tái)，系統(tǒng)的安全性應(yīng)該能夠得到保障。

4 優(yōu) 點(diǎn)

對(duì)于電視網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，用戶可從以下幾個(gè)方面受益。

（1）移動(dòng)性。用戶可以隨時(shí)隨地通過(guò)Internet使用用戶名和密碼連接登錄操作系統(tǒng)。

（2）軟件和應(yīng)用程序管理。供應(yīng)商有責(zé)任隨時(shí)購(gòu)買(mǎi)和更新所有軟件和應(yīng)用程序，以確保用戶始終在使用程序當(dāng)前最新的版本。

（3）高可用性。盡量減少對(duì)電視硬件的依賴(lài)，并不定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更新。由于這是一個(gè)完全基于Web的解決方案，客戶端可以自由登錄到另一個(gè)系統(tǒng)，并在當(dāng)前工作的系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)恢復(fù)工作。

5 結(jié) 語(yǔ)

電視網(wǎng)絡(luò)在線操作系統(tǒng)允許用戶訪問(wèn)存儲(chǔ)在Web上而不是電視上的應(yīng)用程序，為用戶提供了移動(dòng)訪問(wèn)數(shù)據(jù)的便利，具有高可靠性、安全性及可管理性，是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代未來(lái)的發(fā)展方向。